單晶硅在眾多領域特別是半導體行業(yè)有著廣泛的應用。隨著半導體集成電路器件對大直徑、高品質單晶硅的要求越來越高,如何減少單晶硅中的氧、碳等雜志含量,提高其軸向和徑向的均勻性成為學術界研究的熱門話題。研究發(fā)現(xiàn)在晶體生長過程中加入磁場可以有效抑制硅熔體內產(chǎn)生的熱對流,提高單晶硅品質。故本課題針對磁場控制系統(tǒng)及其系統(tǒng)中最重要的磁場電源進行研究。具體工作內容如下:首先,針對電源控制算法進行研究,本文以新型的變結構數(shù)字控制器實現(xiàn)對開關電源的控制,解決開關電源的控制性能方面問題。對具有阻感性負載的Buck電路進行系統(tǒng)建模,在此基礎上,針對傳統(tǒng)滑模變結構控制器的抖振問題,結合模糊控制和滑模變結構控制的兩種方法的優(yōu)點設計了一種開關電源模糊滑�？刂破鳌Ｔ撃：？刂破魍ㄟ^模糊化切換項系數(shù)來柔化控制信號,可以減輕傳統(tǒng)滑模變結構控制的抖振問題。與傳統(tǒng)開關電源相比具有更好的性能。建立了 Matlab/Simulink仿真模型仿真驗證了模糊滑模變結構算法的有效性,并且確定最佳模糊規(guī)則和變結構參數(shù)。其次,設計了基于ARM+DSP的電源控制系統(tǒng),包括ARM控制器相關的通信部分,觸摸屏部分;DSP控制器的數(shù)字濾波部分、模糊滑模控制部分、PWM波產(chǎn)生部分等相關軟硬件設計,構成數(shù)字化的控制器,實現(xiàn)超導電源在輸出電流模式下的控制,驗證了所設計算法的正確性。最后,對單晶硅拉晶設備中磁場控制系統(tǒng)進行分析研究,該系統(tǒng)主要包括磁場電源控制部分和磁場位置控制部分。系統(tǒng)上位機顯示采用MCGS觸摸屏,主控采用西門子PLC S7-200驅動變頻器對電動機實現(xiàn)方向和速度控制,確保磁場裝置停止在設定位置,并且具有上下限位保護。
【學位單位】：西安理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TN304;TP273
【部分圖文】：

背景與意義期間，單晶硅等材料開始在工業(yè)上得到了廣泛的使用。194半導體材料的重要性不言而喻，并且其快速的發(fā)展前景改變了通訊技術、大數(shù)據(jù)、航空航天等重大領域起到了革命性的推動產(chǎn)業(yè)的基礎材料起到了關鍵的作用，如何制備出大尺寸、高品者做了大量的理論和技術研究。據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，現(xiàn)如今硅材料在導體市場集成電路行業(yè)占有比例為99%以上,在半導體行業(yè)占關資料顯示全世界半導體行業(yè) 2015 年的總成本投入已超過美元成本投入增加了 6.0%。同時半導體產(chǎn)業(yè)市場銷售收入規(guī)了從 1987 到 2016 年近 30 年來全球半導體行業(yè)的銷售規(guī)�？闯鋈虬雽w市場銷售規(guī)模在周期性震蕩中實現(xiàn)較為穩(wěn)定到 3389 億美元【4】。

首次針對二階線性系統(tǒng)提出了有關變結構控制的文，提出了滑模變結構控制方法，并給出多個在展。K.D.Young 對滑模控制產(chǎn)生的抖振進行了分80 年以后，隨著電力電子技術的發(fā)展，大功率切使得變結構理論在實踐中得到推廣應用【27,28,29】。，現(xiàn)有的改進方法包括有改進趨近率【30,31】、準滑制【33】、自適應滑模變結構控制【34】、改進終端滑37】、改進神經(jīng)滑模變結構控制【38,39】等等，這些方電力電子開關變換器由于自身的開關特性，而變該方法在電力電子開關變換器應用方面具有實際本原理nxx R )狀態(tài)空間中 ()(,,)012 ns xsxx x滑模切間分為 s 0和 s 0上下兩個部分。

圖 2-2 Buck 變換器拓撲結構Fig2-2 Topology structure of Buck converter圖 2-3 Buck 變換器的兩種工作狀態(tài)：(a)u=1;(b)u=0Fig2-3 Two working states of the Buck converter：(a) u=1; (b) u12LLciidtduC incLuVudtdiL 11dtdiuRiLLcL222 2oLi i
【參考文獻】

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本文編號：2889749